JP2006231661A - インクジェットヘッドのフラッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 顔料系インクを使用したノズルのインク噴射性能を効率的に良好な状態に回復させることができるフラッシング方法を実現する。
【解決手段】 ＣＰＵ７０は、タイマＴのカウント値より、前回フラッシングが実行されてから記録動作指令が出されるまでの経過時間ｔを求め（ステップ１１０）、３００ｓ以上（ステップ１１１：Ｙｅｓ）、４３,２００ｓ未満（ステップ１１２：Ｙｅｓ）の場合に、フラッシングテーブル８９を参照して、フラッシングの繰り返し数Ｘを設定する（ステップ１１３）。ブラック用ヘッド２１は、駆動周波数１２ｋＨｚで、２４ピコリットルのインク液滴を２００回噴射するフラッシングを実行し（ステップ１１５）、０．３ｓの間、噴射を休止する（ステップ１１６）。この動作をＸ回繰り返し（ステップ１１７、１１８）、フラッシングを終了する（ステップ１１９）。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、インクジェット記録装置において、顔料系インクのインク液滴を噴射して被記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドのノズルの噴射性能を回復させるために、ノズルからインクを噴射させるフラッシング方法に関する。

従来、インクジェット記録装置では、インクジェットヘッドに設けられたノズル開口面近傍のインクが乾燥したり、低温環境下でインクの粘度が増大したりすると、粘性抵抗により噴射に要するエネルギーが増大するため、インクの噴射不良が生じることがあった。そのため、ノズルから粘度が増大した不良インクを排出することにより、ノズルのインク噴射機能を回復させるフラッシングというメンテナンス動作が行われている（例えば、特許文献１）。このフラッシングは、タイマで計測した時間に基づいて、あるいは、指示信号を受けたときにインクジェットヘッドを廃インク収容部が設けられた箇所へ移動させ、その廃インク収容部へインクを所定の回数噴射させることにより実行される。

ところで、インクジェット記録装置に用いられるインクには、染料系インクと顔料系インクとの２種類がある。染料系インクは、染料が溶媒に溶けており、発色がよく細かな色合いを表現できるため、写真などを高画質で記録する場合に利用されるが、普通紙への記録ではにじみやすいという特性を有している。一方、顔料系インクは、色材が液体中に溶解せずに分散されているため、耐水性に優れ、にじまないという特性を有している。また、ブラックインクに顔料系インクを使用すると、黒色の濃度を高めることができるため、記録画像が冴えるという特徴が出る。そのため、より高品質の記録を行うため、カラーインクは染料系インク、黒インクは顔料系インクというように、両者の特性を生かして併用するインクジェット記録装置や顔料系インクのみを使用するインクジェット記録装置が提案されている。

特公平６−３９１６３号公報

ところが、顔料系インクを使用した場合、記録動作をしないときにノズル形成面にキャップにより蓋をした状態で保持すると、比較的短時間でノズル開口面近傍のインクが乾燥し、多数回のフラッシングを行わないとインク噴射性能が回復しないという問題が発生した。この現象は、ノズル径が小さい場合に発生しやすい傾向が認められた。
図１３は、顔料系インクが乾燥したときのノズル開口面近傍のインクの状態を模式的に示す説明図である。顔料系インク９８は、染料系インクに比べて乾燥しやすく、インクジェットヘッド９９のノズル開口面９９ａ近傍において、顔料成分９８ａが凝集し、粘度が増大した増粘部９８ｂが形成される。増粘部９８ｂが形成されると、ノズル９９ｂから顔料系インク９８が噴射する時の抵抗が増大するので、増粘部９８ｂを排出するために、大きな体積のインク液滴を用いて、多数回のフラッシングを行う必要が生じる。そのため、フラッシングにおいて、多量のインクの噴射を必要とし、時間がかかるという問題があった。また、低温環境下においては、上記のようなフラッシングを行うと、ノズル面にぬれを生じさせ、さらには気泡を巻き込んでインクの不噴射を起こしやすいという問題もあった。

そこで、本発明は、顔料系インクを使用したノズルのインク噴射性能を効率的に良好な状態に回復させることができるフラッシング方法を実現することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、顔料系インクのインク液滴を噴射して被記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドのノズルの噴射性能を回復させるために、前記ノズルからインクを噴射させるインクジェットヘッドのフラッシング方法において、記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの大きなインク液滴体積、もしくはそれとほぼ同等の体積のインク液滴の噴射を、連続で所定の回数行った後に、所定の時間の休止を挟む動作を複数回繰り返す、という技術的手段を採用する。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記フラッシングは、前記記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数で前記インク液滴の噴射を行う、という技術的手段を採用する。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記液滴体積が、２０〜４０ピコリットルである、という技術的手段を採用する。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記駆動周波数が、前記記録動作に用いる最高駆動周波数の１／３〜１／２の駆動周波数である、という技術的手段を採用する。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記所定の回数が、１６０〜４００回である、という技術的手段を採用する。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記所定の時間が、０．２〜０．５秒である、という技術的手段を採用する。

請求項７に記載の発明では、請求項２に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記複数回は、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間の長さに対応付けられて設定される、という技術的手段を採用する。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記複数回が、５〜８回である、という技術的手段を採用する。

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記ノズルのノズル径が、２２μｍ以下である、という技術的手段を採用する。

請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記顔料系インクが、ブラックインクである、という技術的手段を採用する。

請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間が、所定の時間の範囲を超える場合にのみ前記フラッシング条件を適用し、前記範囲内である場合、前記記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの小さいインク液滴体積、もしくはそれとほぼ同等の体積のインク液滴の噴射を行う、という技術的手段を採用する。

請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法において、前記所定の時間の範囲が、３００秒以上４３，２００秒未満であるとき、前記フラッシングは、前記記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数で前記インク液滴の噴射を行う、という技術的手段を採用する。

請求項１ないし請求項１２に記載の発明によれば、顔料系インクを用いたインクジェットヘッドのフラッシングにおいて、記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの、体積が大きなインク液滴を用いるため、粘度が増大した不良インクを大きな力で効率的に排出することができる。
また、体積が大きなインク液滴を連続で噴射することにより、不良インクを押し出す力が連続的に働くため、不良インクを効率よく排出することができる。さらに、休止時間を設けることにより、ノズルの先端にインクの表面張力により形成されるメニスカスの圧力変動を緩和し、また、ノズル開口面近傍で濃化した顔料成分を拡散させることができるので、インクを噴射しやすくすることができる。そして、以上の動作を複数回繰り返すので、不良インクを確実に排出することができる。
したがって、フラッシングに要する時間を短縮することができるので、顔料系インクを使用したノズルのインク噴射性能を効率的に良好な状態に回復させることができるフラッシング方法を実現することができる。
特に、請求項２に記載の発明のように、記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数でフラッシングを行うことにより、前述の体積が大きいインク液滴を安定して噴射することができるとともに、インクの消費量を減らすことができる。

特に、請求項３に記載の発明のように、液滴体積を２０〜４０ピコリットルに設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

特に、請求項４に記載の発明のように、駆動周波数を、記録動作に用いる最高駆動周波数の１／３〜１／２の駆動周波数に設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

特に、請求項５に記載の発明のように、所定の回数を、１６０〜４００回に設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

特に、請求項６に記載の発明のように、所定の時間を、０．２〜０．５秒に設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

また、インクの乾燥や粘度の増大は、記録動作が行われない時間が長い程進行する。そこで、請求項７に記載の発明のように、所定の休止時間を挟んで行うフラッシング動作を繰り返す回数を、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまで計測された時間の長さに対応付けて設定することにより、インクの乾燥や粘度の増大の進行状況に応じたフラッシングを行うことができる。したがって、記録動作を行わない時間に関係なく一律に同じ回数を繰り返してインクを噴射させるものよりもインクの消費量を減らすことができるとともに、フラッシング時間を短縮することができる。

特に、請求項８に記載の発明のように、フラッシング動作を繰り返す回数を、５〜８回の範囲で設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

特に、請求項９に記載の発明のように、ノズル径が２２μｍ以下の場合は、ノズル先端で顔料成分がつまりやすいため、請求項１ないし請求項８のいずれか1つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法が有効である。

特に、請求項１０に記載の発明のように、ブラックインクが顔料インクである場合は、カラー記録の基調となる黒色が不噴射となることがないため、記録画像が冴える高品質の記録を行うことができる。

特に、請求項１１に記載の発明によれば、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間が、所定のフラッシング条件を適用することが効果的である所定の時間の範囲を超える場合にのみ、前記フラッシング条件を適用し、所定の範囲内である場合、記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの小さいインク液滴体積、もしくはそれとほぼ同等の体積のインク液滴の噴射を行うため、効率的にフラッシングを行うことができる。

特に、請求項１１に記載の発明のように、上記所定の時間の範囲が、３００秒以上４３，２００秒未満であるとき、フラッシングを、記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数で行うので、効率的にフラッシングすることができる。

この発明に係るフラッシング方法を実施する際に用いるインクジェット記録装置の主要構成について図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の内部構造の一部を取り出して示す説明図である。
なお、本実施形態では、インクジェット記録装置のうち、圧電素子の圧電効果を利用したインクジェット記録装置（以下、記録装置と略称する）を代表に説明する。

（記録装置の主要構成）
記録装置１には、図中矢印Ｆ１で示す方向から給紙された被記録媒体たる記録用紙１１を紙送りするプラテンローラ１２が備えられている。このプラテンローラ１２の軸線と平行にキャリッジ軸１３が設けられており、このキャリッジ軸１３には、インクジェットヘッド２０が搭載されたキャリッジ２９が支持されている。キャリッジ軸１３の一端の近傍にはキャリッジモータ１４が設けられており、キャリッジ軸１３の他端の近傍にはプーリ１６が設けられている。キャリッジモータ１４の回転軸には、プーリ１５が取付けられており、このプーリ１５とプーリ１６には、無端状のベルト１７が掛け渡されている。

このベルト１７には、キャリッジ２９が連結されており、キャリッジ２９は、キャリッジモータ１４の駆動により、キャリッジ軸１３上を記録用紙１１上を横切る方向（矢印Ｆ３およびＦ４方向）にスライドする。
インクジェットヘッド２０には、ブラックインクを噴射するブラック用ヘッド２１と、イエローインクを噴射するイエロー用ヘッド２２と、シアンインクを噴射するシアン用ヘッド２３と、マゼンタインクを噴射するマゼンタ用ヘッド２４とが備えられている。各ヘッド２１ないし２４には、各ヘッドへインクを供給するインク供給源たるインクカートリッジ２５ないし２８がそれぞれ設けられている。
ブラックインクには、文字等を鮮明に記録するため、顔料系インクが用いられている。イエローインク、シアンインクおよびマゼンタインクには、写真などを高画質で記録するため、染料系インクが用いられている。

各ヘッド２１ないし２４には、インクカートリッジ２５ないし２８からそれぞれ供給されるインクを収容する複数のインク室（図示省略）がそれぞれ設けられており、各インク室のプラテンローラ１２に対向する面には、インク室内のインクを噴射するノズル（図示省略）が形成されている。本実施形態ではノズル径は２２μｍである。各インク室の壁の一部は、圧電素子により形成されており、その圧電素子に駆動電圧が印加されると、インク室の容積が変化し、その変化によってインク室からノズルを介してインクが噴射され、記録用紙１１に記録が行われる。

記録用紙１１に対して記録範囲外となるプラテンローラ１２の一端の近傍には、ノズルから不良インクを排出して噴射性能を回復するためのフラッシングを実行する際に、各ヘッド２１ないし２４から噴射されるインクを吸収する多孔質材製のインク吸収パッド３０が設けられている。フラッシングは、インクジェットヘッド２０が記録を行う前および記録動作中定期的に実行され、このフラッシングにより、各ヘッド２１ないし２４のノズルの乾きが防止され、乾きによるインクの噴射不良が防止される。

記録範囲外となるプラテンローラ１２の他端の近傍には、各ヘッド２１ないし２４の不噴射、または、噴射不良を回復させるためのパージング装置３１が配置されている。このパージング装置３１は、吸引キャップ３２を備えており、その吸引キャップ３２をパージングポジションに到達したインクジェットヘッド２０に向けて、カム３３の回転により図中矢印Ｆ６で示す方向に進出させ、各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面を択一的に覆う。そして、ポンプ３４が駆動し、このポンプ３４により発生した負圧により、各ヘッド２１ないし２４のインク室内の気泡を含んだ不良インクをノズルから吸引して各ヘッドの噴射機能を回復させる。

吸引キャップ３２に隣接して、パージングを行った各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面に付着したインクや異物を払拭するワイパ部材５０が設けられている。このワイパ部材５０は、各ヘッドのパージングが完了したタイミングで図中矢印Ｆ６に示す方向に進出し、記録領域へ移動する各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面を払拭する。これにより、ノズル形成面のインクなどが払拭され、記録用紙１１の記録面が、余分なインクで汚れるのが防止される。

吸引キャップ３２の装置外側隣りには、ホームポジションに復帰したインクジェットヘッド２０の各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面にキャップ３７により蓋をするキャッピング装置３６が設けられている。キャップ３７は、インクジェットヘッド２０がホームポジションに復帰した際に、図中矢印Ｆ５で示す方向に進出し、各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面を覆う。これにより、記録装置１を使用していない間の各ヘッド２１ないし２４のインクの乾きが防止される。

（制御系の構成）
次に、記録装置１の主な制御系の構成について、それをブロックで示す図２を参照して説明する。図２は、記録装置１の主な制御系を示すブロック図である。
図２に示すように、記録装置１は、インクジェットヘッド２０への記録動作指令およびフラッシング指令の出力、または、パージング装置３１へのパージング指令の出力を行うＣＰＵ７０と、ホストコンピュータ７１から送信された記録データをインターフェース７２を介して受信し、記録データの展開の制御を行うゲートアレイ７３とを備えている。ＣＰＵ７０は、作業プログラムやフラッシング時の噴射回数、休止時間などが記憶されているＲＯＭ７４およびプログラム実行のための制御データを一時的に記憶するためのＲＡＭ７５を備え、これらとの間で必要なデータの入出力を行う。

また、ＣＰＵ７０は、ゲートアレイ７３へ記録タイミング信号８８を出力し、ゲートアレイ７３は、その記録タイミング信号８８に基づいて所定の周波数ｆの記録クロック８６をヘッドドライバＩＣ８３へ出力する。つまり、インクジェットヘッド２０に印加する駆動パルス信号の印加タイミングとなる記録クロック８６の周波数は、記録タイミング信号の指示に基づいて変更することができる。
そして、ヘッドドライバＩＣ８３は、ゲートアレイ７３から出力された記録データ８４、転送クロック８５、および記録クロック８６に基づいて動作し、インクジェットヘッド２０を駆動する。
また、ゲートアレイ７３には、ホストコンピュータ７１から受信した記録データをイメージデータとして一時的に記憶するイメージメモリ８２と、キャリッジ２９の移動に基づいて逐次パルスを発生するエンコーダセンサ８７とが接続されている。

ＣＰＵ７０、ＲＯＭ７４およびＲＡＭ７５は、その一部において、インクジェットヘッド２０がフラッシングを実行してから、記録ヘッドに記録動作指令を出すまでの時間を計測するタイマＴを構成しており、ＲＯＭ７４には、後述するフラッシングテーブル８９（図１２）が記憶されている。記録装置１の電源をＯＦＦにした場合でも、タイマＴは動作しており、前回のフラッシングが実行されたときからの経過時間をカウントする。

さらに、ＣＰＵ７０には記録用紙１１の有無を検出するペーパセンサ７６、インクジェットヘッド２０がホームポジションにあることを検出する原点センサ７７、キャリッジモータ１４を駆動するための第１のモータドライバ７８、プラテンローラ１２回転用のラインフィードモータ７９を駆動するための第２のモータドライバ８０、各種の信号をＣＰＵ７０に与える操作パネル８１などが接続されている。

（記録波形）
本記録装置では、図３（Ａ）の駆動波形を用いて記録用紙１１上に記録を行う。駆動波形は、記録用紙上に記録される１ドットに対してインクジェットヘッドから噴射するインク液滴の体積が、８ピコリットル（Ｐ８）、１６ピコリットル（Ｐ１６）、２４ピコリットル（Ｐ２４）、３５ピコリットル（Ｐ３５）などの複数種類（例えば４種類）ある。各駆動波形は、１ドットの記録指令に対して、インク液滴の体積に応じた駆動パルス１００ａの数によって噴射するインク液滴数を変え、インク液滴の体積を制御しているが、パルス幅、電圧値によってそれを制御するようにしてもよい。
各ドットの記録のための駆動周波数、すなわち記録クロック８６の周波数ｆは、２４ｋＨｚである。

（フラッシング条件）
次に、顔料系のブラックインクを噴射するヘッド２１のフラッシングを行うフラッシング条件を設定するために行った実験について、図３ないし図９を参照して説明する。
顔料系のブラックインク９０は、染料系インクに比べて、乾燥しやすいため、前回フラッシングが実行されてから記録動作指令が出されるまでの経過時間ｔが比較的短時間で、図４（Ａ）に示すように、ブラック用ヘッド２１のノズル開口面２１ａ近傍のメニスカス９０ａにおいて顔料成分９０ｂが凝集し、粘度が増大した増粘部９０ｃが形成される。この増粘部９０ｃを効率よく排出し、ノズル２１ｂの噴射性能を回復するためには、適切な条件でフラッシングを行う必要がある。

発明者の実験では、全ノズルから正常にフラッシングが行われたことを確認した後、ヘッドのノズル形成面をキャップ３７により覆った状態で所定時間保持し、その後、キャップを開放して再びフラッシングを行ったとき、図５に示すように、前回のフラッシングからの経過時間ｔが３００秒未満では、不噴射がなく、３００秒を超えると、フラッシングの開始初期において噴射しない状態があらわれ（図５の判定パターン９５の一部が欠けて白く見える部分が、不噴射の部分）、その後フラッシングの回数を重ねることで、噴射を回復することができた。不噴射の期間の長さは、前記経過時間ｔが７，２００秒をピークに減少し、経過時間ｔが４３，２００秒（図示しない）を超えると、再び不噴射がなくなった。これには、前述の顔料インクに特有の性質が関係しているものと思われる。

図３（Ｂ）に、前記経過時間ｔが３００秒以上４３，２００秒未満の場合において、好適に噴射性能を回復できるフラッシングの駆動波形を示す。
この場合のフラッシングは、一周期内で噴射するインク液滴の体積と、その体積のインク液滴を噴射する駆動周波数（すなわち噴射間隔）と、前記体積のインク液滴の連続噴射数Ｎと、その連続噴射数Ｎを１回としてフラッシングを繰り返す数Ｘと、その繰り返しの際の連続噴射と連続噴射との間の休止時間ｔ１との５つのパラメータによって条件が設定される。

増粘部９０ｃを排出するためには、定性的には、ある程度以上の大きさの体積を有するインク液滴を用いて、大きな力で押し出すことが有効である。大きな体積のインク液滴を使用するときには、低温環境下における不噴射を避け、かつ、インクの消費量を抑えるため、駆動周波数を下げることが好ましい。
加えて、インク液滴は連続で噴射することが効果的である。連続で噴射することにより、増粘部９０ｃを押し出す力が連続的に働くため、増粘部９０ｃを効率よく排出することができる。

このとき、フラッシングとフラッシングとの間に、連続噴射時の噴射パルスの間隔よりも十分に大きく、１秒以下の休止時間を設けることにより、メニスカス９０ａ（図４）の圧力変動を緩和し、インクの不噴射を防止することができる。また、図４（Ｂ）に示すように、インク液滴９１の連続噴射によりメニスカス９０ａに偏在し、凝集した顔料成分９０ｂが、休止時間を設けることにより、図４（Ｃ）に示すように、均質に拡散し、メニスカス９０ａのブラックインク９０の粘度を低下させることができるので、ブラックインク９０を噴射しやすくすることができる。
上記のフラッシングを複数回実施することにより、増粘部９０ｃを確実に排出することができ、顔料系インクに適したフラッシングを行うことができる。

以上より、定性的には、液滴体積を大きくし、駆動周波数が高い程、ノズルの噴射性能の回復までの時間が短くなる。また、連続噴射数が多くなる程、ノズルの噴射性能を確実に回復させることができる。
一方、液滴体積を大きくするとインクの消費量が多くなる。また、駆動周波数を高くすると、特にインクの粘度が増大している低温環境下で、メニスカスが不安定になり、インクの不噴射が発生しやすくなる。また、連続噴射数が多くなると、フラッシングに要する時間が長くなる。休止時間が長すぎると、フラッシングに要する時間が長くなり、ノズル近傍でインクの粘度が上昇する現象が生じる。短すぎると、メニスカスが不安定になり、気泡の巻き込みなどによる不噴射が生じるおそれがある。
そこで、各パラメータの寄与を考慮し、顔料系インクであるブラックインク９０を用いる場合について、以下に示すフラッシング条件を設定した。

（液滴体積および駆動周波数の影響）
図５に示すように、フラッシング条件は、フラッシングにより判定パターン９５を記録し、その記録状態を視覚的に確認することにより検討した。
前述のように、ヘッドのノズル形成面を覆ったキャップ３７を開放して再びフラッシングを行って、１回のフラッシングにつき、全ノズル数×連続噴射数Ｎ（ここでは１６０回）の１個の長方形の判定パターン９５を形成する動作を、休止時間ｔ１を挟んでＸ回繰り返した。
これを、複数段階の前記経過時間ｔごと、前記記録動作に用いる４種類の駆動波形ごと、および記録動作時の駆動周波数に対して１／１、１／２、１／３、１／４の各駆動周波数ごとに行って、何回のフラッシングの繰り返しで噴射が回復するかを調査した。例えば、図５では、前記経過時間ｔが７，２００秒の場合には、噴射性能を回復するために、最低８回のフラッシングが必要であった。

図６には、常温（２５℃）において、各条件について図５に示す試験を５回ずつ実施し、噴射性能の回復に必要であった繰り返し数のうち最も大きな値を示す。
液滴体積が大きくなり、駆動周波数が高くなる程、噴射性能が回復するまでの繰り返し数が少なくなる傾向が認められる。噴射性能が回復するまでの繰り返し数が１０回未満になる条件は、
駆動周波数１／１ 液滴体積Ｐ１６，Ｐ２４，Ｐ３５
駆動周波数１／２ 液滴体積Ｐ２４，Ｐ３５
駆動周波数１／３ 液滴体積Ｐ２４，Ｐ３５
の７条件である。

一方、前述の通り、低温でフラッシングした場合には、全体としては噴射性能が回復しているが、所々のノズルで不噴射が生じる「抜け」という現象が生じる。図７には、１０℃において、各条件について図５に示す試験により噴射性能が回復したことを確認した後、記録動作に用いる駆動周波数にて記録する試験を５回ずつ実施し、抜けが生じた場合の条件を×で示した。
図７に示すように、噴射性能の回復に必要な繰り返し数が１０回未満となる組合せ（図６）の内、１０℃におけるフラッシング後に抜けが発生しない条件は、
駆動周波数１／２ 液滴体積Ｐ２４
駆動周波数１／３ 液滴体積Ｐ２４，Ｐ３５
の３条件であり、いずれも複数種類のインク液滴のうち、体積の大きいインク液滴であり、フラッシング時の駆動周波数は記録動作に用いる駆動周波数よりも低い駆動周波数である。
上記より、液滴体積は２０〜４０ピコリットル、駆動周波数は記録動作に用いる最高駆動周波数の１／２〜１／３が望ましい。さらに、フラッシング時間の短縮という面からは駆動周波数は高い方がよく、液滴体積も必要最小限がよいため、駆動周波数１／２、液滴体積２４ピコリットル（Ｐ２４）の条件が望ましい。

（連続噴射数Ｎの影響）
図８に、１回当たりの連続噴射数Ｎと噴射性能の回復状態の関係を示す。フラッシング条件は、上記で求めた駆動周波数１／２、液滴体積Ｐ２４を採用した。図表中には、各連続噴射数によるフラッシングを８回繰り返した場合の噴射性能の回復状態を示す。噴射性能は、連続噴射数Ｎが１２０回以下の場合には回復しないが、１６０回以上になると回復する。これより、連続噴射数Ｎは１６０回以上必要である。フラッシング時間の短縮という面からは、１６０〜４００回、さらには２００回が望ましい。

（休止時間ｔ１）
休止時間ｔ１は長すぎると、フラッシングに要する時間が長くなり、ノズル近傍でインクの粘度が上昇する現象も生じる。この点からは、休止時間ｔ１は１秒以下であることが望ましい。また、休止時間ｔ１が短すぎると、メニスカスの圧力変動が多くなり安定しないため、ノズル内に気泡の巻き込みなどが生じるおそれがある。この点からは、休止時間ｔ１は、連続噴射時の噴射パルスの間隔よりも十分に大きい０．２秒以上であることが要求される。両者を勘案し、フラッシング時間の短縮という面からは、０．２〜０．５秒、さらには０．３秒が望ましい。

（繰り返し数Ｘの影響）
フラッシングの繰り返し数Ｘが多くなると、フラッシングに要する時間が長くなり、かつ、インクの消費量も多くなるため、できるだけ少なくすることが望ましい。上述の条件によりフラッシングに必要な時間を短縮した上で、図５の実験結果から前回のフラッシングからの経過時間ｔと回復に必要な繰り返し数Ｘとの関係を調べた。図９の図表中にその関係を示す。
この結果、前回のフラッシングからの経過時間の長短に応じて、繰り返し数を変化させることができる。図９の各繰り返し数Ｘに対して、余裕をもって噴射を回復することができるように、実際に使用する繰り返し数を多めに設定してもよい。

（望ましいフラッシング条件）
以上より、前記経過時間ｔが３００以上４３，２００秒未満の場合、顔料系インクに対する望ましいフラッシング条件は、以下の通りとなる。
液滴体積 Ｐ２４
駆動周波数 １２ｋＨｚ
（記録動作時の駆動周波数の１／２）
連続噴射数 ２００回
休止時間 ０．３秒
繰り返し数 ４〜８回（経過時間ｔに応じて設定される）
ここで、液滴体積Ｐ２４（２４ピコリットル）は、図３（Ａ）の記録動作に用いる駆動波形のうちの比較的大きいインク液滴Ｐ２４を噴射する波形１００を用いる。この波形１００、すなわち３つの駆動パルス１００ａを一組としたものを、このフラッシングでは、図３（Ｂ）に示すように、１２ｋＨｚで、２００回出力し、休止時間ｔ１＝０．３秒置いて、再び同様に出力する動作を繰り返す。

なお、経過時間ｔが３００秒未満の場合、下記の通常フラッシング条件を適用する。
液滴体積 ８ピコリットル
駆動周波数 記録時の周波数（１２，２０，２４ｋＨｚ）
連続噴射数 経過時間ｔに応じて増加、最大１８０回
繰り返し数 １回
また、経過時間ｔが４３，２００秒（１２時間）以上の場合、下記の長時間放置フラッシング条件を適用する。
液滴体積 ２４ピコリットル
駆動周波数 ２４ｋＨｚ
連続噴射数 ３２０回
繰り返し数 ８回
休止時間 ０．５秒
これらの内容は、記録装置１のＲＯＭ７４内に設けたフラッシングテーブル（図示せず）に記憶され、以下に説明する制御の進行にともなって参照されて、実行される。

（制御系により実行される制御）
次に、フラッシングを行うためにＣＰＵ７０を含む制御系により実行される制御について図１０を参照して説明する。
記録動作指令が入力されると、まず、タイマＴのカウント値より、前回フラッシングが実行されてからの経過時間ｔを求める（ステップ１１０）。
経過時間ｔが３００ｓ（秒）以上（ステップ１１１：Ｙｅｓ）、かつ、４３，２００ｓ未満（ステップ１１２：Ｙｅｓ）の場合、ＣＰＵ７０は、ＲＯＭ７４に記憶されているフラッシングテーブル８９を参照して、経過時間ｔに対応するフラッシングの繰り返し数Ｘを設定する（ステップ１１３）。
続いて、フラッシングの繰り返し数Ｘのカウンタをｎ＝１にした後（ステップ１１４）、ＣＰＵ７０は、キャリッジモータ１４へ駆動命令を出し、インクジェットヘッド２０をインク吸収パッド３０と対向するフラッシングポジションへ移動させ、ヘッド２１を駆動してフラッシングを行う。
ブラック用ヘッド２１は、駆動周波数１２ｋＨｚで、２４ピコリットルのインク液滴を２００回インク吸収パッド３０へ噴射し（ステップ１１５）、０．３ｓの間、噴射を休止する（ステップ１１６）。経過時間ｔに対応した回数Ｘだけ、この動作を繰り返し（ステップ１１７、１１８）、フラッシングを終了し（ステップ１１９）、記録動作を開始する。
経過時間ｔが３００ｓ未満（ステップ１１１：Ｎｏ）の場合には、前記通常フラッシングが行われ（ステップ１２０）、経過時間ｔが４３，２００ｓ以上（ステップ１１２：Ｎｏ）の場合には、前記長時間放置フラッシングが行われる（ステップ１２１）。

なお、本発明の記録装置として、圧電素子を利用した記録装置を代表に説明したが、サーマルジェット式の記録装置などにも本発明を適用することができる。また、本実施形態を適用する経過時間の範囲は適宜変更することができる。

［最良の形態による効果］
（１）以上のように、上記最良の形態のフラッシング方法を使用すれば、顔料系のブラックインク９０を用いたブラック用ヘッド２１のフラッシングにおいて、記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの、体積が大きな２４ピコリットル（Ｐ２４）のインク液滴を用いるため、乾燥や低温環境下で粘性が増加した増粘部９０ｃを大きな力で効率的に排出することができる。
また、ブラックインク９０を記録動作に用いる場合の噴射周波数よりも低い周波数でフラッシングを行うことにより、体積が大きなインク液滴を安定して噴射することができる。インク液滴を連続で噴射することにより、増粘部９０ｃを押し出す力が連続的に働くため、増粘部９０ｃを効率よく排出することができる。さらに、休止時間ｔ１を設けることにより、メニスカス９０ａの圧力変動を緩和し、また、ノズル開口面２１ａで濃化した顔料成分９０ｂを拡散させることができるので、ブラックインク９０を噴射しやすくすることができる。そして、以上の動作を複数回繰り返すので、増粘部９０ｃを確実に排出することができる。
したがって、ブラックインク９０の消費量を減らすことができるとともに、フラッシングに要する時間を短縮することができるので、顔料系のブラックインク９０を使用したノズル２１ｂのインク噴射性能を効率的に良好な状態に回復させることができるフラッシング方法を実現することができる。
特に、ノズル径が２２μｍ以下の場合は、ノズル２１ｂ先端で顔料がつまりやすいため、本実施形態のフラッシング方法が有効である。

（２）繰り返し数Ｘを経過時間ｔに対応付けて設定することにより、ブラックインク９０の乾燥や粘度の増大の進行状況に応じたフラッシングを行うことができる。したがって、経過時間ｔに関係なく一律に同じ回数を繰り返してインクを噴射させるものよりもブラックインク９０の消費量を減らすことができるとともに、フラッシング時間を短縮することができる。

（３）カラー記録の基調となるブラックインク９０が不噴射となることがないため、記録画像が冴える高品質の記録を行うことができる。

（４）フラッシングの後の経過時間ｔが、本実施形態のフラッシング方法を適用することが効果的である範囲内である場合にのみ、本実施形態のフラッシング方法を適用するため、効率的にフラッシングを行うことができる。

（５）本実施形態は、経過時間ｔが３００秒以上４３，２００秒未満の場合に適用し、フラッシング条件を、液滴体積を２０〜４０ピコリットル、駆動周波数を記録動作に用いる最高駆動周波数の１／３〜１／２の駆動周波数、連続噴射数を１６０〜４００回、休止時間を、０．２〜０．４秒、繰り返す回数を５〜８回に設定した場合に、最も効率的にフラッシングすることができる。

［他の実施形態］
（１）最良の形態では、ブラックインクのフラッシング条件を設定する場合について説明したが、たとえば、複数の色の顔料系インクを併用する記録装置の場合は、各インクの乾燥速度、粘性率などの性質に応じて個別にフラッシング条件を設定することができる。また、インクは、その置かれている環境の温度によっても乾燥速度が変化することから、フラッシングを実行する際の環境温度を検出する温度センサ６９（図２）を設け、その温度センサ６９により検出された温度によってフラッシング条件を変えるように構成することもできる。この場合、上記フラッシングテーブルを、タイマＴのカウント値、環境温度およびインクの色についてのパラメータにより構成する。以上の構成を使用した場合でも、前述した最良の形態の（１）、（２）および（４）の効果を奏することができる。

（２）本インクジェット記録装置は、データ作成部（いわゆるホストコンピュータ）と、それに接続された記録部（いわゆるプリンタ）とで構成し、そのデータ作成部のＣＰＵを含む制御手段において、本発明の制御の全部を実行することもできる。この場合、データ作成部をそのように動作させるプログラムは、コンピュータで読み取り可能な磁気記憶媒体などで提供することもできる。
この構成を使用した場合でも、前述した最良の形態の効果を奏することができる。

（３）上記実施形態では、記録動作に用いる駆動波形を、フラッシング動作にもそのまま用いたが、実施形態で用いたインク液滴とほぼ同等の体積が得られるならば、記録動作とフラッシング動作とで駆動波形を異ならせてもよい。

［各請求項と実施形態との対応関係］
記録用紙１１が、請求項１に記載の被記録媒体に、所定の回数が連続噴射数に、複数回が繰り返し数にそれぞれ対応する。
経過時間ｔが、請求項６に記載の、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間、に対応する。

本発明実施形態の記録装置の内部構造の一部を取り出して示す説明図である。 図１に示す記録装置の制御系を示すブロック図である。 本実施形態のフラッシングで用いる駆動パルス信号の駆動波形を示すタイミングチャートである。 図４（Ａ）は、記録動作をしないときにノズル形成面がキャップ３７により覆われた状態で保持され、インクが乾燥したノズルのメニスカスの状態を示す説明図である。図４（Ｂ）は、連続噴射中のメニスカスの状態を示す説明図である。図４（Ｃ）は、休止時間経過後のメニスカスの状態を示す説明図である。 ノズル形成面をキャップ３７により覆った状態で保持した時間とフラッシングによる記録状態との関係の一例を示す説明図である。 常温でのフラッシングにおいて、液滴体積および駆動周波数と、ノズルの噴射性能の回復に必要な繰り返し数との関係を示す図表である。 １０℃でのフラッシングにおいて、インクが十分に噴射するようになった後のノズルの「抜け」の発生状況を示す図表である。 連続噴射数と噴射性能の回復状態との関係を示す図表である。 前回フラッシングが実行されてから記録動作指令が出されるまでの経過時間と噴射性能の回復に必要な繰り返し数との関係を示す図表である。 制御系による制御内容を示すフローチャートである。 顔料系インクが乾燥したときのノズル開口面近傍のインクの状態を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 記録装置
１１ 記録用紙
２０ インクジェットヘッド
２１ ブラック用ヘッド
２１ｂ ノズル
３７ キャップ
７０ ＣＰＵ
９０ ブラックインク
９０ａ メニスカス
９０ｂ 顔料成分

Claims (12)

1. 顔料系インクのインク液滴を噴射して被記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドのノズルの噴射性能を回復させるために、前記ノズルからインクを噴射させるインクジェットヘッドのフラッシング方法において、
   記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの大きなインク液滴体積、もしくはそれとほぼ同等の体積のインク液滴の噴射を、連続で所定の回数行った後に、所定の休止時間を挟む動作を複数回繰り返すことを特徴とするインクジェットヘッドのフラッシング方法。
2. 前記フラッシングは、前記記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数で前記インク液滴の噴射を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
3. 前記液滴体積が、２０〜４０ピコリットルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
4. 前記駆動周波数が、前記記録動作に用いる最高駆動周波数の１／３〜１／２の駆動周波数であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
5. 前記所定の回数が、１６０〜４００回であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
6. 前記所定の休止時間が、０．２〜０．５秒であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
7. 前記複数回は、フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間の長さに対応付けられて設定されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
8. 前記複数回が、５〜８回であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
9. 前記ノズルのノズル径が、２２μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
10. 前記顔料系インクが、ブラックインクであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
11. フラッシングの後、記録動作指令が入力されるまでの時間を計測し、その計測された時間が、所定の時間の範囲を超える場合にのみ
    前記フラッシング条件を適用し、前記範囲内である場合、前記記録動作に用いる複数種類の体積のインク液滴のうちの小さいインク液滴体積、もしくはそれとほぼ同等の体積のインク液滴の噴射を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。
12. 前記所定の時間の範囲が、３００秒以上４３,２００秒未満であるとき、前記フラッシングは、前記記録動作に用いるドット記録の駆動周波数よりも低い周波数で前記インク液滴の噴射を行うことを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドのフラッシング方法。

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